CA6140的后托架夹具设计课程设计.doc

第2章：CA6140机床后托架的零件分析2.1 后托架的作用和结构后拖架是在加工超出床身长度的细长杆零件时，用来支撑工件的机床附件，通常半自动机床使用较多，主要起支撑作用和固定作用。本零件为CA6140车床后托架，用于机床和光杠，丝杠的连接。如图2-1所示。图2-1 后托架零件图具体零件图及参数见附件“后托架零件图”。2.2 后托架的工艺分析CA6140机床后托架的是CA6140机床 的一个重要零件，因为其零件尺寸较小，结构形状也不是很复杂，但侧面三杠孔和底面的精度要求较高，此外还有顶面的四孔要求加工，但是对精度要求不是很高。后托架上的底面和侧面三杠孔的粗糙度要求都是，所以都要求精加工。其三杠孔的中心线和底平面有平面度的公差要求等。因为其尺寸精度、几何形状精度和相互位置精度，以及各表面的表面质量均影响机器或部件的装配质量，进而影响其性能与工作寿命，因此它的加工是非常关键和重要的。后托架应有足够的支撑刚性，尤其在托架的轮廓尺寸的大，承托的刀具数量多，重量大的情况下，更应该注意采用必要的措施来加强托架的支撑刚性，如可增加刀杆的直径，或其数量，采用刀杆与主轴向的连接而不与前盖连接，并适当增加其连接长度，用拉杆是刀杆与主轴箱相连，在托架下部设置支撑钉或滚轮等措施，并注意，只有中小型托架采用空心导向。一个好的结构不但要应该达到设计要求，而且要有好的机械加工工艺性，也就是要有加工的可能性，要便于加工，要能够保证加工质量，同时使加工的劳动量最小。而设计和工艺是密切相关的，又是相辅相成的。设计者要考虑加工工艺问题。工艺师要考虑如何从工艺上保证设计的要求。CA6140车床后拖共有三组加工表面，他们相互之间有一定的位置要求。具体分析如下：加工40孔，30.2孔，25.5孔三组圆孔之间有着一定的位置要求，主要是以下的要求：40孔与底面的平行度公差为100：0.07。30.2孔与底面的平行度公差为100：0.07,相对于40孔的平行度公差为100：0.08。25.5孔与底面的平行度公差为100：0.07,相对于40孔的平行度公差为100：0.08。粗糙度要求都是1.6m ，且都处于同一高度（350.07）。由以上分析可知，有一个面和一个锪平面有尺寸精度要求，而且有一定的表面粗糙度要求。对于这三组孔，可以设计一专用夹具，将三孔同时加工出来，因是大批量生产，保证其加工精度。零件有两个主要的加工表面，分别零件底面和一个侧面，这两个主要的加工表面之间有一定的位置要求，分析如下：零件底面：这一加工表面主要是平面的铣削，它为后来的加工定位。侧面：这一加工表面主要是40mm、30.2mm、25.5mm孔的加工，主要的加工表面为40mm、30.2mm、25.5mm的孔，它为后来的加工定位。这两个加工表面之间有着一定的位置要求，主要是：零件底面与40mm、30.2mm、25.5mm的孔中心线连线的平行度公差为100：0.07、距离偏差为0.07mm。由以上分析可知，对这两个加工表面而言可以先粗加工零件底面，然后以次为基准加工侧面的40mm、30.2mm、25.5mm孔，在由加工完的40mm、30.2mm、25.5mm孔作为基准精加工底面并且保证它们之间的位置精度要求。在进行其他精度要求低的加工。侧面三孔的具体位置如图2-2所示。图2-2 侧面三杠孔详细技术要求见附件“后托架零件图”。第3章 CA6140车床后托架的工艺规程设计3.1 确定毛坯的材料选择毛坯或者绘制毛坯图是制定工艺规程最初阶段的重要工作之一，决定于零件的材料、形状、生产性质等。常用钢铁材料有：优质碳素结构钢、碳素结构钢、低合金结构钢、合金结构钢、一般工程用铸造碳钢件、灰铸铁件、球墨铸铁件、可锻造铁件、耐热铸铁件。灰铸铁HT200可承受较大的弯曲应力。用于强度、耐热性要求较高的重要零件和要求气密性的铸件，有较好的耐热性和良好的减振性，铸造性能好。符合机床后托架技术要求，所以选择零件的材料为灰铸铁HT200。3.2 确定毛坯的制造形式成件毛坯的制造方法有：砂模铸造、金属模铸造、压力模铸造、离心铸造、消失模铸造、自由锻造、模锻、冷冲件、焊接、铆接件。砂模铸造适用于各种金属材料的铸造成型。手工制造适用于单件及小批量生产，也用于大型零件的铸造。机器制造适用于大批量生产，比手工有较高的效率和精度。由于本零件结构比较简单，可以选用砂模铸造。对铸造件的要求：铸件的壁厚应和合适，均匀，不得有突然变化。铸造圆角要适当，不得有尖角。铸件结构要尽量简化，并要有和合理的起模斜度，以减少分型面、芯子、并便于起模。加强肋的厚度和分布要合理，以免冷却时铸件变形或产生裂纹。铸件的选材要合理，应有较好的可铸性。毛坯形状、尺寸确定的要求：各加工面的几何形状应尽量简单。工艺基准以设计基准相一致。便于装夹、加工和检查。结构要素统一，尽量使用普通设备和标准刀具进行加工。在确定毛坯时，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的毛坯制造设备，增加毛坯的制造成本。因此，毛坯的种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本的问题但要保证零件的使用性能。确定毛坯是铸造件，再根据机床后托架的参数，确定毛坯如图3-1所示。图3-1 毛坯图主视图具体毛坯图见附件“后托架毛坯图”3.3 基面的选择基面的选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大批报废，使生产无法正常进行。选择粗基准时一般应遵循的原则：如果必须首先保证工件上加工表面于不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需要加工的表面，则应以其中于加工表面的位置精度要求较高的表面作为粗基准。如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，应选择该表面作粗基准。选作粗基准的表面，应平整，没有浇口、冒口或飞边等缺陷，以便定位可靠。粗基准一般只能使用一次，即不应重复使用，以免产生较大的位置误差。选择粗基准时，考虑的重点是如何保证各加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位子符合图纸要求。避免选择时发生矛盾。粗加工时，加工精度与表面粗糙度要求不高，毛坯余量较大，因此，选择粗加工切削用量时，要尽量保证较高的单位时间金属切除量（金属切除率）和必要的刀具耐用三要素（切削速度V、进给量F和切削深度p）中，提高任何一项，都能提高金属切削率。但是对刀具耐用度影响最大的是切削速度，其次是进给量，切削深度影响最小。所以，粗加工切削用量的选择原则是：首先考虑选择一个尽可能大的切削深度p，其次选择一个较大的进给量F，最后确定一个合适的切削速度V。选择精基准一般应遵循的原则：用设计基准作为精基准，以便消除不重合误差，即所谓基准重合原则。当工件某一组精基准定位可以比较方便的加工其他表面时，应尽可能在多数工序中采用此组精基准定位，即所谓基准统一原则。当精加工或整加工工序要求余量尽量小而均匀时，应选择加工表面本身作为精基准，而该加工表面于其他表面之间的位置精度则要求由先行工序保证，即遵循自由基准原则。为了获得均匀的加工余量或较高的位置精度，在选择精基准时，可遵循互为基准原则。精基准的选择应使用定位基准，夹紧可靠。为此，精基准的面积于 被加工表面相比，应有较大的长度和宽度，以提高其位置精度。选择精基准应考虑如何保证加工精度和装夹方便准确。精加工时加工精度和表面质量要求比较高，加工余量要求小而均匀。因此，选取精加工切削用量时应着重考虑，如何保证加工质量，并在此前提下尽量提高生产率。所以，在精加工时，应选用较小的切削深度p和进给量F，并在保证合理刀具耐用度的前提下，选取尽可能高的切削速度V，以保证加工质量和表面质量。3.4 制定工艺路线机械加工工序顺序的安排原则：“先基面后其他”前工序为后面工序准备好定位基准，因此第一道工序总是先把精基准先加工出来。“先主后次”先安排主要表面（指装配基面、工作表面等），后安排次要表面（指键槽、螺钉孔等），但要放在最终精加工和光整加工之前。“先粗后精”主要表面的粗、精加工要分开，按照粗加工-半精加工-精加工-光整加工顺序安排工序。“先面后孔”由于平面定位比较稳定，装夹方便，一般零件多选用平面为精基准，因此总是先加工平面后加工孔。但是有的零件平面小，不方便定位，则应先加工孔。选择工序如下：工序I 粗铣底面工序II 钻、扩、铰 40mm、30.2mm、25.5mm 孔工序III 检验工序IV 精铣底面工序V 锪 R22mm平面工序VI 钻 20mm 、13mm 孔工序VII 钻 10mm 锥孔工序VIII 钻、铰 2-20mm、2-13mm 孔工序IX 钻、铰 13mm 孔、2-10mm 锥孔工序X 钻 6mm 孔工序XI 钻 M6mm 底孔并倒角工序XII 攻螺纹 M6mm工序XIII 最终检验3.5 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定我们选用后托架的毛坯材料为HT200，其硬度为190210HB，采用的毛坯成型法是砂模铸造。根据原始资料及其加工工艺，分别确定各表面机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下：（所用计算尺寸、公式及其表格见参考文献I）铣底面：粗铣底面余量,考虑粗糙度和缺陷层深度确定粗铣底面余量为2.5mm ，精铣底面余量为0.8mm孔的粗加工：孔余量值2.5mm，孔余量值2.2mm，孔余量值2mm。孔的半精加工：孔余量值0.3mm，孔余量值0.3mm，孔余量值0.25mm。孔的精加工：孔余量值0.8mm，孔余量值0.8mm，孔余量值0.8mm。粗加工20mm，13mm，10mm孔的余量都为1mm精加工20mm，13mm，10mm孔的余量都为0.8mm。3.6 确定切削用量及基本工时工序I 粗铣底面加工条件：工件材料：HT200，= 200MPa ，砂型铸造加工要求：粗铣选用刀具：端面铣刀选用机床：X5032A立式铣床计算切削用量及加工工时由参考文献1表15-53f=0.2-0.4mm/z 取f=0.3 mm/z 由参考文献1表15-55v=0.25-0.35m/s 取v=0.3m/sn=1.19r/s=71.7r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=71 r/min=1.18r/s实际切削速度v=0.297m/s切削深度a=2.5mm（按加工余量分配）切削工时：L=120mm L为加工长度l1=80mm(刀具直径)由参考文献2表20取铣削入切量和超切量y+=18mm t=77s=1.3min工序II 钻、扩、铰 40mm、30.2mm、25.5mm 孔 加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：钻、扩、铰40mm、30.2mm、25.5mm孔刀具：钻头、扩孔钻、铰刀机床：Z3040X16摇臂钻床计算切削用量及加工工时钻38mm孔：由参考文献1表15-33取f=1.1 mm/rL=60mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=2.93r/s=175.8r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=180 r/min=3r/s实际切削速度v=0.358m/s切削深度a=19mm切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=14mm t=23s=0.37min扩孔至39.75mm由参考文献1表15-41取f=1.0mm/z v=0.43m/s n=3.4 r/s切削工时：L=60mm L为加工长度由文献2表22取钻削入切量和超切量y+=15mm t=22s=0.37min铰40mm孔：由参考文献2表31取f=2.5 mm/r由参考文献2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由参考文献1表15-36取Kv=0.9由参考文献2表32取后刀面最大磨损限度为0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.29m/sn=2.31r/s=138.5r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=140 r/min=2.33r/s实际切削速度v=0.293m/s切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=15mm t=13s=0.22min钻28mm孔：由参考文献1表15-33取f=1.0 mm/rL=60mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=3.98r/s=238.9r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=236 r/min=3.93r/s实际切削速度v=0.346m/s切削深度a=14mm切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=11mm t=18s=0.3min扩孔至29.9mm：由参考文献1表15-41取f=0.8mm/z v=0.46m/s n=4.9 r/s切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献II表22取钻削入切量和超切量y+=12mm t=18s=0.31min铰30.2mm孔：由参考文献2表31取f=2.5 mm/r由参考文献2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由参考文献1表15-36取Kv=0.9由参考文献2表32取后刀面最大磨损限度为0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.265m/sn=2.79r/s=167.7r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=170 r/min=2.83r/s实际切削速度v=0.269m/s切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=12mm t=10s=0.17min钻23mm孔：由参考文献1表15-33取f=0.75 mm/rL=60mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=4.85r/s=290.8r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=300 r/min=5r/s实际切削速度v=0.359m/s切削深度a=11.5mm切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=9mm t=18.4s=0.31min扩孔至25.2mm：由参考文献1表15-41取f=0.8mm/z v=0.44m/s n=5.6 r/s切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=10mm t=16s=0.26min铰25.5mm孔：由参考文献2表31取f=2.0 mm/r由参考文献2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由参考文献1表15-36取Kv=0.9由参考文献2表32取后刀面最大磨损限度为0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=1.124r/s=67.4r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=67 r/min=1.12r/s实际切削速度v=0.09m/s切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=10mm t=31.25s=0.52min工序III 检验工序IV 精铣底面加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：精铣底面刀具：端面铣刀量具：卡板机床：X5032A立式铣床计算切削用量及加工工时：由参考文献1表15-54f=0.23-0.5 mm/r取f=0.5 mm/r由参考文献1表15-55v=0.25-0.35m/s 取v=0.3m/sn=1.19r/s=71.7r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=71 r/min=1.18r/s实际切削速度v=0.297m/s切削深度a=0.8mm（按加工余量分配）切削工时：L=120mm L为加工长度l1=80mm(刀具直径)由参考文献2表20取铣削入切量和超切量y+=18mm t=370s=6.16min工序V 锪 R22mm平面工序VI 钻 20mm 、13mm 孔加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：钻20mm、13mm孔刀具：钻头机床：ZA5025立式钻床计算切削用量及加工工时：钻20mm孔：由参考文献1表15-33取f=0.72 mm/rL=13mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=5.57r/s=334.4r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=335r/min=5.58r/s实际切削速度v=0.35m/s切削深度a=10mm切削工时：L=60mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=6mm t=5s=0.08min钻13mm孔：由参考文献1表15-33取f=0.6 mm/rL=5mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=8.57r/s=514.5r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=500r/min=8.3r/s实际切削速度v=0.34m/s切削深度a=6.5mm切削工时：L=5mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=6mm t=2.2s=0.04min工序VII 钻 10mm 锥孔加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：钻10mm锥孔刀具：钻头机床：ZA5025立式钻床计算切削用量及加工工时：由参考文献1表15-33取f=0.5 mm/rL=18mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=11.12r/s=668.8r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=670r/min=11.17r/s实际切削速度v=0.35m/s切削深度a=5mm切削工时：L=18mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=5mm t=4s=0.07min工序VIII 钻、铰 2-20mm、2-13mm 孔加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：钻、铰2-20mm、2-13mm孔刀具：钻头机床：ZA5025立式钻床计算切削用量及加工工时：钻19mm孔：由参考文献1表15-33取f=0.72 mm/rL=12mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=5.87r/s=352r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=355r/min=5.92r/s实际切削速度v=0.353m/s切削深度a=9.5mm切削工时：L=12mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=8mm t=5s=0.08min钻12mm孔：由参考文献1表15-33取f=0.6 mm/rL=65-12=53mm5dw取K=0.9则f=0.60.9=0.54 mm/r由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=9.3r/s=557.3r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=560r/min=9.33r/s实际切削速度v=0.352m/s切削深度a=6mm切削工时：L=53mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=6mm t=12s=0.2min铰孔至20mm：由参考文献2表31f=1.0-2.0 mm/r取f=1.5 mm/r由参考文献2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由参考文献1表15-36取Kv=0.9由参考文献2表32取后刀面最大磨损限度为0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=1.4r/s=86r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=85 r/min=1.42r/s实际切削速度v=0.089m/s切削工时：L=12mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=8mm t=10s=0.17min铰孔至13mm：由参考文献2表31f=1.0-2.0 mm/r取f=1.2 mm/r由参考文献2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由参考文献1表15-36取Kv=0.9由参考文献2表32取后刀面最大磨损限度为0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=2.2r/s=132r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=132 r/min=2.2r/s实际切削速度v=0.09m/s切削工时：L=53mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=6mm t=22s=0.37min工序IX 钻、铰 13mm 孔、2-10mm 锥孔加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：钻、铰13mm孔、2-10mm锥孔刀具：钻头机床：ZA5025立式钻床计算切削用量及加工工时：钻12mm孔：由参考文献1表15-33取f=0.6 mm/rL=65-20=45mm5dw取K=0.9则f=0.60.9=0.54 mm/r由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=9.3r/s=557.3r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=560r/min=9.33r/s实际切削速度v=0.352m/s切削深度a=6mm切削工时：L=45mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=6mm t=10s=0.17min钻9mm孔：由参考文献1表15-33取f=0.5mm/rL=20mm3dw取K=1由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=12.4r/s=743r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=750r/min=12.5r/s实际切削速度v=0.353m/s切削深度a=4.5mm切削工时：L=20mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=5mm t=4s=0.07min铰孔至13mm：由参考文献2表31f=1.0-2.3 mm/r取f=1.2 mm/r由参考文献2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由参考文献1表15-36取Kv=0.9由参考文献2表32取后刀面最大磨损限度为0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.09m/sn=2.2r/s=132r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=132 r/min=2.2r/s实际切削速度v=0.09m/s切削工时：L=45mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=6mm t=19s=0.32min铰孔至10mm由参考文献2表31f=0.65-1.3 mm/r取f=1.0 mm/r由参考文献2表33取cv=15.6 zv=0.2 xv=0.1 yv=0.5 m=0.3由参考文献1表15-36取Kv=0.9由参考文献2表32取后刀面最大磨损限度为0.8mm刀具耐用度T=7200sv=0.1m/sn=3.18r/s=191r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=190 r/min=3.17r/s实际切削速度v=0.1m/s切削工时：L=20mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=5mm t=8s=0.13min工序X 钻 6mm 孔加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：钻6mm孔刀具：钻头机床：ZA5025立式钻床计算切削用量及加工工时：由参考文献1表15-33取f=0.35 mm/rL=79mm10dw取K=0.7则f=0.350.7=0.25 mm/r由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=18.6r/s=1114.6r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=1120r/min=18.7r/s实际切削速度v=0.352m/s切削深度a=3mm切削工时：L=79mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=3mm t=18s=0.29min工序XI 钻 M6mm 底孔并倒角加工条件：工件材料：HT200，=200MPa、铸造加工要求：钻4.9mm孔刀具：钻头机床：ZA5025立式钻床计算切削用量及加工工时：由参考文献1表15-33取f=0.2 mm/rL=20mm5dw取K=0.9则f=0.20.9=0.18 mm/r由参考文献1表15-37取v=0.35m/sn=22.7r/s=1365r/min按机床参数和参考文献3表2-12选取n=1400r/min=23.3r/s实际切削速度v=0.36m/s切削深度a=2.45mm切削工时：L=20mm L为加工长度由参考文献2表22取钻削入切量和超切量y+=2.5mm t=5s=0.09min工序XII 攻螺纹 M6mm工序XIII 最终检验第4章 后托架的夹具设计4.1 夹具设计过程中的问题夹具的作用：可以缩短辅助时间，提高劳动生产率。易于保证加工精度的稳定。可以扩大机床的使用范围。可以减轻劳动强度，保证生产安全。因此对专用夹具有如下要求：保证加工精度。提高生产率。结构应简单、合理，便于加工、装配、检查和维修。操作简便、省力、安全。经济性好。专用夹具一般有如下结构：定位装置：使工件在夹具装夹中占据准确位置。夹紧装置：将工件压紧夹牢，保证工件在加工的过程中受到外力的作用下不偏离占据的正确位置。对刀或导向块：确定刀具相对于定位工件加工表面的正确位置。连接元件：夹具在机床上的连接元件。夹具体：机床夹具的基础元件，通过夹具体将所有的元件连接组成一个整体结构。其他辅助装置：因特殊需要而设置的装置等。4.2 夹具设计4.2.1 定位基准的选择 根据零件图可知，加工CA6140车床后托架三杠孔，应保证其加工的形状公差平面度和位置公差平行度的基本要求。由工艺流程可知其设计基准为底面。所以应该精加底面，保证底面的尺寸和粗糙度的要求。根据六点定位原则：底面限制了Z方向的移动，X方向的转动，Y方向的转动；再以零件的左端平面限制X方向上的移动；夹具盖板平面限制Y方向的移动和Z方向上的转动，从而实现工件的完全定位。为了提高加工效率，现决定用麻花钻，扩孔钻，铰刀和高速钢镶齿套式面铣刀对三杠孔的加工。同时为了缩短辅助时间，准备采用手动螺旋压板夹紧机构。4.2.2 定位元件的选择常见的定位元件：支承钉、支承板、可调支承、定位支承、辅助支承、定位销、圆锥销、心轴、锥度心轴、固定V形块、活动V形块、圆柱孔中定位、特殊双顶尖等根据题目要求及其毛坯形状的要求：本夹具定位方案为工件以底面及两侧面分别靠在夹具支架的定位平面和定位销及底面的3个固定钻套定位，用螺钉及压板将工件夹紧。4.2.3 定位误差计算确定基准定位误差：由参考文献8表1-1-12圆柱销直径D=12mm由参考文献8查得圆柱销直径偏差D=mm=0.032-0.020=0.012 mm=0.02 mmmm定位误差：为定位销与工件间最小间隙 =0.014mm定位误差=0.024+0.014=0.038mm此设计误差在规定误差范围之内，符合设计标准。4.2.4 夹紧力的计算零件加工过程中所受的夹紧力较大，根据零件的形状，以及夹紧机构在夹具中安装，可确定夹紧力的位置。为了节约辅助时间，减轻工人的劳动强度，便于制造和安装，本夹具采用宽头压板，用螺母、螺杆、弹簧相互配合夹紧零件。夹紧力的计算:最大切削力：加工40mm孔时轴向力最大由参考文献2表23F= 其中： 取决于工件材料和切削条件的系数=42.7 =1 =0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对轴向力的修正系数由参考文献2表22-1其中：HB=200 nF =0.75=1.04所以：F=最大转矩：加工40mm孔时转矩最大由参考文献2表23M= 其中： 取决于工件材料和切削条件的系数=0.021 =2 =0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数由参考文献2表22-1其中：HB=200 nF =0.75=1.04所以：F=切削功率：由参考文献2表23切削功率：夹紧力计算：本夹具采用的是压板夹紧，对夹具夹紧力影响最大的是钻25.5mm孔是的转矩： 由参考文献2表23M= 其中： 取决于工件材料和切削条件的系数=0.021 =2 =0.8 当实际的加工条件与求得的经验公式的实验条件不相符时，各种因素对转矩的修正系数由参考文献2表22-1其中：HB=200 nF =0.75=1.04所以：F=夹紧力Q其中：M为对夹具夹紧力影响最大的转矩 L 为夹紧力力臂 L=263+12+252=150.5mm所以 实际预紧力： 其中：K为安全系数：一般安全系数，考虑到增加夹紧的可靠性和因工件材料性质及余量不均匀等引起的切削力的变化。 一般取：加工性质系数，粗加工取。精加工取：刀具钝化系数，考虑刀具磨损钝化后，切削力增加。一般取。这里取：断续切削系数，断续切削时取。连续切削时，取所以 所以